Твой первый квадрокоптер: теория и практика

Подать питание на контроллер можно тремя способами: через разъем USB (J1), с внешнего источника через отдельный разъем питания (J2) и с регулятора оборотов через разъем-гребенку для подключения моторов и сервомашинок (J3).

Стабилитрон D3 и самовосстанавливающиеся предохранители F1, F2 защищают контроллер от переполюсовки. Когда к одному из разъемов приложено напряжение обратной полярности, D3 оказывается включенным в прямом направлении и закорачивает цепь питания, что вызывает срабатывание соответствующего предохранителя. Для полного восстановления, проводимости предохранителя после срабатывания требуется минимум два часа. К сожалению, самовосстанавливающиеся предохранители срабатывают очень медленно, за доли секунды. Стабилитрон D3 открывается тоже не мгновенно. Поэтому вероятность поломки контроллера при переполюсовке весьма велика.

Диоды D1 и D2 развязывают питание от USB и с внешних разъемов между собой.

Питающее напряжение с разъемов J2 и J3 не может попасть на разъем USB через встречно включенный диод D1 и испортить порт компьютера. Но полностью доверять этой защите нельзя. Существует вероятность, что диод D1 будет пробит, в этом случае встречное напряжение будет приложено к порту USB вашего компьютера и может вывести хост-контроллер порта из строя. Поэтому одновременного подключения внешнего питания и порта USB лучше избегать.

Примечание

К сожалению, на диодах D1 и D2 падает питающее напряжение. Самовосстанавливающийся предохранитель также обладает сопротивлением 1,5–2 Ом. По измерениям автора, выполненным на разных платах, суммарное падение напряжения на диоде и предохранителе под рабочей нагрузкой составляет 0,33-0,35 В. И если подать на контроллер напряжение 5,00 В, то фактически контроллер будет питаться напряжением 4,65 В. При таком напряжении плата контроллера работает неустойчиво и склонна к непредсказуемым сбоям прямо в процессе полета. Поэтому напряжение источника питания должно лежать в пределах 5,2–5,6 В.

Для питания контроллера можно использовать преобразователь напряжения "step-down" с подстройкой или подобрать номинал постоянных резисторов на плате преобразователя. В специализированных источниках питания для коптеров обычно уже выставлено напряжение с нужным запасом. Если вы хотите использовать простейший линейный стабилизатор на микросхеме 78L05 или аналогичной, то включите в разрыв ее "земляного" вывода один-два маломощных кремниевых диода в прямом направлении, как показано на схеме рис. 6.2.

Рис. 6.2. Увеличение выходного напряжения линейного стабилизатора

Если ваш контроллер при питании от порта USB нестабильно работает, выдает странные показания датчиков в программу конфигурации или зависает, то можно попробовать закоротить перемычкой из тонкого провода диод D1, как показано на рис. 6.3. Это следует делать, только если вы четко понимаете, что и зачем делаете, и имеете достаточный опыт пайки миниатюрных SMD-компонентов! После такой переделки порт вашего компьютера останется без защиты от случайной подачи встречного напряжения с регуляторов или через разъем внешнего питания J2. Нужно будет особенно тщательно следить за тем, чтобы случайно не подключить одновременно питание от батареи и порт USB.

Рис. 6.3.Закорачивание развязывающего диода D1 в цепи питания от порта USB

Подключение звукоизлучателя

Звукоизлучатели (beeper, buzzler) могут быть пассивными либо активными. Активные звукоизлучатели содержат собственно пассивный звукоизлучающий элемент и встроенный генератор звуковой частоты, который начинает работать при подаче питающего напряжения либо разрешающего логического уровня на управляющий вход. В авиамоделизме чаще всего применяются малогабаритные магнитодинамические излучатели, состоящие из мощного редкоземельного магнита, катушки и металлической мембранки. Иногда встречаются пьезоэлектрические звукоизлучатели, но обычно они менее эффективны: имеют меньшую громкость и требуют для работы большего напряжения, поэтому используются реже.